(57)【要約】【課題】面放電型プラズマ表示装置のセル構造において、光の取り出し効率を上げるために背面誘電体層に白色添加物を含有させる構造と、背面誘電体層と蛍光体層との間に白色層を設ける構造とが開示されている。しかしながら、前者ではその効果は小さく、後者では製造コストが上昇するという課題があった。【解決手段】本発明では、背面誘電体層あるいは隔壁に、光散乱性能を有し、さらに空間に接した部分を有する添加物を内包することにより、光の散乱性能を高め、製造コストを上昇させること無く光の取り出し効率を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光散乱性能を有する添加物と、前記添加物に接した空間とを内包する誘電体を、放電空間の背面側及び側面側の少なくともひとつに有することを特徴とするプラズマ表示装置。
【請求項２】
前記空間に囲まれた部分の体積が、前記誘電体の体積に対して略５０％以下であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ表示装置。
【請求項３】
前記添加物が金属酸化物であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ表示装置。
【請求項４】
前記金属酸化物が酸化チタン、酸化バリウム、酸化鉛、酸化マグネシウムおよび酸化アルミニウムの群より選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項３記載のプラズマ表示装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプラズマ表示装置を使用したことを特徴とする情報表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプラズマ表示装置を使用したことを特徴とするテレビジョン受像機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光効率の改善を図ったプラズマ表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータやテレビなどの画像表示に用いられているカラー表示デバイスにおいて、プラズマ表示装置は薄型大画面を実現することのできるデバイスのひとつとして認められるようになってきた。このプラズマ表示装置に関しては、数多くの文献、技術資料が公表されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
従来のプラズマ表示装置として代表的な面放電型プラズマ表示装置は、図５に示すように、前面ガラス基板３１上にストライプ状の表示電極３４が形成され、その全面に前面誘電体層３２、保護層３３が配設された前面パネル３０と、背面ガラス基板４１上にストライプ状のデータ電極４２、背面誘電体層４３が配設された背面パネル４０とが、表示電極３４とデータ電極４２とを対向させた状態で間隔をおいて互いに平行に配設され、前面パネル３０と背面パネル４０との間隙は隔壁４４で仕切られている。前述の表示電極３４は、対をなす走査電極と維持電極とで構成されている。隔壁４４と背面誘電体層４３と保護層３３で放電空間となる放電セル４５が形成される。この放電セル４５の底面、側壁には、紫外線の照射により順に赤、緑、青の可視光を発光する蛍光体層４６が塗布されている。なお、放電セル４５には放電により紫外線を発生する放電ガスが封入されている。
【０００４】
表示電極３４およびデータ電極４２は共にストライプ状の電極であって、直交マトリクスを組む方向に配設されている。前面誘電体層３２は前面ガラス基板３１の表示電極３４が配された表面全体を覆い、２０μｍ程度の厚さを有する鉛ガラスなどからなる。保護層３３はＭｇＯからなる薄層であって、前面誘電体層３２の表面を覆っている。背面誘電体層４３は背面ガラス基板４１のデータ電極４２が配されている表面全体を覆う誘電体層であって、データ電極４２と放電セル４５のセル空間とを絶縁する機能と、白色化して可視光を散乱する機能とを併せ持っている。
【０００５】
前記の構造のプラズマ表示装置は、２次元アレイ状に配列された放電セル４５内で発生する紫外線により各放電セル内の蛍光体が励起され、各色の可視光を生成し、これを加法混色することによりフルカラー表示をする。
【０００６】
プラズマ表示装置の発光効率を向上させるために、表示電極３４、データ電極４２、隔壁４４、蛍光体層４６の配置、形状等を含む各種の放電セル構造が提案されている。セル内で発光した可視光をできるだけ前面に取り出す工夫も提案されており、例えば前述の背面誘電体層４３に酸化チタン等の添加物４７を含有させて背面ガラス基板４１上に配設する構成の他、特許文献１に開示されているように、白色の反射層を背面ガラス基板４１と蛍光体層４６との間に配設する構成などが知られている。
【非特許文献１】“フラットパネルディスプレイ”、１９９９年、日経マイクロデバイス編
【特許文献１】特許第２８１５０１２号公報（第７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の酸化チタン等の添加物を背面誘電体層に単に含有させる構成では、この添加物とその周囲に接する誘電体との屈折率の比が小さく、そのため十分な光散乱性能を得ることができなかった。また、前記従来の白色の反射層を蛍光体層と背面誘電体層との間に設ける構成では、その反射層を設けるために製造工程が増え、結果としてコスト高となることが避けられないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、これら従来の課題を解決するもので、従来の製造工程を増やすことなく、可視光の前面パネルへの取り出し効率を向上させ、発光効率の高いプラズマ表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明のプラズマ表示装置では、光散乱性能を有する添加物と前記添加物に接する空間とを内包する誘電体領域を、放電空間の背面側及び側面側の少なくともひとつに有する。
【００１０】
これにより、添加物と空間及び空間と誘電体間の大きな屈折率の比を利用して、光の散乱性能を上げることが可能となり、放電空間の前面側に取り出すことのできる光の総量を増加させることができた。
【００１１】
一般に、誘電体に添加物を含有させて光の散乱度を変える際のパラメータは、添加物の大きさ、添加物の含有密度及び誘電体の屈折率と添加物の屈折率との比である。添加物を粒子として近似すると、添加物の粒径、密度及び誘電体の屈折率と添加物の屈折率との比となる。添加物の粒径が大きくなると光の散乱も大きくなり、添加物の密度が大きければ散乱も大きく、さらに屈折率の比が大きいほど散乱が大きくなる。
【００１２】
したがって、まず、添加物の粒径が紫外光から可視光の波長程度以上で、力学的強度を保持できる範囲のものを使用することが望ましい。具体的には、１００ｎｍから８００ｎｍの間が望ましい。次に、添加物の密度であるが、添加物や空間の密度を大きくすると力学的な耐久性が低下するため、前記耐久性が維持できる範囲で添加物の密度を大きくすることが望ましい。最後に、屈折率の比であるが、従来使用されていた添加物の屈折率は約２．５、媒質である誘電体の屈折率は約１．８であり、その比は約１．３と小さい。空間に添加物を接触させ、その界面にある入射角で光が入射した場合、例えば空間の屈折率を１とすると誘電体から空間に入射した時に屈折率比１／１．８で散乱し、さらにその散乱光が添加物表面で散乱した場合、屈折率比２．５で大きく散乱する。
【００１３】
このように空間に接した添加物により、入射光を大きく散乱させ、放電セルの背面側あるいは側面側に放出された光を前面側に取り出す。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のプラズマ表示装置によれば、空間に接する光散乱性能を有する添加物を放電セル内の誘電体領域に内包させ、散乱可視光を増加させることにより、製造コストを高めることなく発光効率を高くすることができる。
【００１５】
また、前記空間の体積比率を前記誘電体領域に対して略５０％以下にすることにより、力学的耐久性を保持したまま、前記散乱可視光を増加させ、製造コストを高めることなく発光効率を高くすることができる。
【００１６】
前記添加物としては、金属酸化物を用いることにより、製造コストを高めることなく発光効率を高くすることができる。好ましくは、これら金属酸化物は、酸化チタン、酸化バリウム、酸化鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムの群より選択された少なくとも一つである。
【００１７】
さらに、本発明のプラズマ表示装置を使用した情報表示装置やテレビジョン受像機を使用することにより、省電力で高輝度の表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるプラズマ表示装置の放電セルの断面とその放電セルを構成する背面誘電体層１の拡大概念図である。図１において、図５と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２０】
図１において、背面誘電体層１は、空間３に接する光散乱性能を有する添加物４を内包しており、背面ガラス基板４１上にデータ電極４２を覆うように全面に配設されている。ここで、光散乱性能を有する添加物４とは、入射光の一部を入射光の方向以外の方向に反射あるいは透過させる能力を有する物質により構成された添加物を言う。すなわち、入射光の全部を正反射あるいは透過させない物質により構成された添加物であり、例えば、高温での耐久性等を考慮すると、酸化チタン、酸化バリウム、酸化鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムの群より選択された少なくとも一つの金属酸化物がある。
【００２１】
放電セル４５で発生した紫外線は、蛍光体層４６で可視光を発生させ、全方向に光を放出する。その一部は放電セル４５の前面側に放出され、表示に利用される。残りの背面側や側面側に放出された可視光は、放電セル４５の背面側や側面側に配設された背面誘電体層１や隔壁２によって散乱され、その多くは前面側に取り出されて表示に利用される。これら背面誘電体層１や隔壁２は、金属酸化物等を含むガラスからなる誘電体で構成されており、その誘電体の一部あるいは全部には、気泡などで作製された空間に接した酸化チタン等からなる光散乱添加物が含まれており、従来の背面誘電体層４３や隔壁４４に比べて光散乱性能が大きくなっているため、前面側に取り出される可視光の量も増加している。
【００２２】
図２には、誘電体層中の空間の体積比率に対する、添加物と空間との接触面積の変化の一例（破線５）、力学的耐久性の変化の一例（長鎖線６）、及び誘電率の変化の一例（実線７）をそれぞれ示した。
【００２３】
誘電体層中の空間の体積比率が増加すると添加物と空間との接触面積は増加するが、その増加の割合は、空間の体積比率が５０％以下と５０％を超える範囲とでは異なり、５０％を超える範囲ではその変化率は小さくなっている。したがって、添加物と空間との接触面積は、空間の体積比率が５０％以下の方が効率が良い。次に、誘電体層中での空間の体積比率と力学的耐久性との関係であるが、空間を球と近似したモデルでは空間の体積比率が５０％を超えると力学的耐久性が低下しており、空間の体積比率が５０％以下の方が効率が良い。さらに、誘電体層中での空間の体積比率と誘電率との関係であるが、空間の体積比率が大きくなるにつれて誘電率は小さくなる。
【００２４】
以上の結果より、誘電体層中での空間の体積比率は略５０％以下であることが好ましい。
【００２５】
上記構成のプラズマディスプレイ装置は、次のように作製することができる。
【００２６】
（前面パネルの作製）
前面ガラス基板３１上に、まず銀電極用のペーストをスクリーン印刷法で塗布した後、焼成することにより表示電極３４をストライプ状に形成する。そして、前面ガラス基板３１の表面に、スクリーン印刷法で誘電体（例えば、鉛ガラス）ペーストを所定のパターンに塗布し、焼成することによって、前面誘電体層３２を形成する。次に、前面誘電体層３２の表面にＣＶＤ法（化学的蒸着法）を用いて、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とする保護層３３を形成する。以上の工程により、図１に示すようなセル空間を有する前面パネル３０が完成する。
【００２７】
（背面パネルの作製）
背面ガラス基板４１上に、銀電極用のペーストをスクリーン印刷し、その後、焼成することによってデータ電極４２をストライプ状に形成する。そして、データ電極４２を形成した背面ガラス基板４１の表面に、スクリーン印刷法で酸化チタン等の光散乱性能を有する添加物を含む誘電体用のペーストを塗布し焼成する。この焼成にかかる温度や時間等の手順を調整することによって、前記添加物が接する空間の大きさや接する面積を調整する。例えば、６００℃まで４５分かけて焼成した後に３０分で常温まで冷却する等の過程を経る。この工程により、空間３に接した光散乱性能を有する添加物４を内包した背面誘電体層１が形成される。また、誘電体用のペーストに攪拌機等で気泡を内在させる方法も有効である。その後、背面パネル４０の背面誘電体層１の上に、ガラス製の隔壁材料をスクリーン印刷法で、所定間隔でストライプ状に繰り返し塗布した後、焼成することによって隔壁２を形成する。この焼成においても、前記背面誘電体層１作製時と同様に、温度や時間等の手順を調整することによって、前記添加物４が接する空間３の大きさや接する面積を調整する。この工程により、空間３に接した光散乱性能を有する添加物４を内包した隔壁２が形成される。そして、隔壁２と隔壁２との間に形成されている凹部に、赤、緑、青の蛍光体を含むインキまたはペーストを塗布し、焼成することによって蛍光体層４６を形成する。
【００２８】
（パネル張り合わせによるプラズマ表示装置の作製）
上記のように作製された前面パネル３０と、隔壁２付きの背面パネル４０とを、表示電極３４とデータ電極４２とが直交するように対向させて、封着用ガラスを用いて張り合わせる。そして、隔壁２で仕切られた放電セル４５内を高真空に排気した後、所定の組成の放電ガスを所定の圧力で封入することによってプラズマ表示装置を作製する。
【００２９】
このような構成によれば、誘電体領域における光散乱性能を有する添加物４と前記添加物４に接した空間３、及び空間３と背面誘電体層１との屈折率の比が増すことにより光の散乱が増大し、その結果、放電セル４５の前面側に特に可視光を多く取り出すことができる。
【００３０】
このように、駆動電力を増加させることなく可視光を放電セル４５の前面側に多く取り出すことにより、発光効率を向上させることができる。本発明では、プラズマ表示装置の製造において、新たに工程を増やすことなく、材料組成と焼成プログラムを変更することにより実現できるので、コストの増加を伴わない。
【００３１】
なお、本実施の形態１において、空間３に接する白色散乱添加物４を背面誘電体層１中に内包する例を示したが、隔壁２や前面誘電体層３２等の他の誘電体領域に含有させても同様の効果を示すことができ、さらに複数の誘電体層中に同時に含有させると高い効果を示すことができる。
【００３２】
本発明における放電空間の背面側とは主に背面誘電体層１等であり、側面側とは主に隔壁２等である。また、誘電体領域とは、主に誘電体が占有する立体的な領域である。空間３とは、液体あるいは固体の占有していない立体的な領域であり、その空間３に気体が存在するかしないか、すなわち真空であるか否かは区別しない。
【００３３】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における情報表示装置のブロック構成図の一例である。制御装置８に入力された情報信号が制御装置８で変換され、走査駆動装置９、データ駆動装置１０、及び維持駆動装置１１に出力され、上述の本発明によるプラズマ表示装置により情報が表示される。情報表示装置１３は、例えば空港や駅での出発便あるいは到着便等の表示、パーソナルコンピュータ等の電子機器の表示装置として使用される。
【００３４】
また、図４は本発明の実施の形態２におけるテレビジョン受像機のブロック構成図の一例である。図４において、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。選局装置１４により選択された映像信号が、映像情報信号処理装置１５により変換されて制御装置８に出力され、上述の本発明によるプラズマ表示装置により映像が表示される。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかるプラズマ表示装置は、発光効率が高く、省エネルギーを目指した情報表示装置やテレビジョン受像機等として有用である。また、照明等の用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマ表示装置の放電セルの断面とその放電セルを構成する背面誘電体層１の拡大概念図
【図２】本発明の実施の形態１におけるプラズマ表示装置の誘電体領域の空間の体積比率と、誘電率、添加物と空間の接触面積及び耐久性の関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態２における情報表示装置のブロック構成図
【図４】本発明の実施の形態２におけるテレビジョン受像機のブロック構成図
【図５】従来のプラズマ表示装置の放電セルの断面とその放電セルを構成する背面誘電体層４３の拡大概念図
【符号の説明】
【００３７】
１    背面誘電体層
２    隔壁
３    空間
４    添加物
８    制御装置
９    走査駆動装置
１０    データ駆動装置
１１    維持駆動装置
１２    プラズマ表示パネル
１３    情報表示装置
１４    選局装置
１５    映像情報信号処理装置
１６    テレビジョン受像機
３０    前面パネル
３１    前面ガラス基板
３２    前面誘電体層
３３    保護層
３４    表示電極
４０    背面パネル
４１    背面ガラス基板
４２    データ電極
４３    背面誘電体層
４４    隔壁
４５    放電セル
４６    蛍光体層
４７    添加物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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